Explicación de cómo crear un circuito desde la función de transferencia

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Por lo tanto, estoy en este curso de laboratorio que debe tomarse simultáneamente con la clase principal de circuitos div superiores, pero nos asignaron un laboratorio que nuestro profesor no explicó y que el manual de laboratorio no explica.

La tarea es diseñar un circuito con características de función de transferencia. Entiendo que los polos dictarán las raíces del denominador y los ceros se explican por sí mismos, pero no estoy seguro de cómo esto realmente juega en el diseño real.

Realmente apreciaría si alguien pudiera explicarme un ejemplo de cómo hacer esto, por ejemplo, parte a o parte b.

¡Gracias!

    
pregunta jonnyd42

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No resolveré el problema de tu profesor, pero la clave para entender esto es que los condensadores y los inductores tienen "resistencia" con coeficientes imaginarios. La idea es combinar la resistencia y la reactancia como una suma compleja $$ Z = R + jX, $$ que llamamos la impedancia (y \ $ j \ $ es el número imaginario \ $ \ sqrt {-1} \ $).

¿Qué es reactancia \ $ X \ $? Es la oposición de un elemento del circuito a un cambio en la corriente o el voltaje, debido a la inductancia o capacitancia de ese elemento. Por cambio, nos referimos a cómo reacciona a una corriente de CA (a diferencia de una corriente de CC). Se puede dividir aún más en reactancia capacitiva \ $ X_C \ $ y reactancia inductiva \ $ X_L \ $. $$ Z = R + j (X_C + X_L) $$

Al mirar un capacitor ideal, por ejemplo, sabemos que $$ i = C \ frac {dv} {dt}, $$ de modo que si generamos una señal de CA $$ v (t) = V_0 e ^ { j \ omega t}, $$ entonces $$ i (t) = C \ frac {d} {dt} \ {V_0 e ^ {j \ omega t} \} = C V_0 \ cdot j \ omega \ cdot e ^ {j \ omega t} $$ Entonces (teniendo en cuenta \ $ v = iR \ $, o el equivalente complejo \ $ v = iZ \ $) la impadance $$ Z = jX_C = \ frac {v (t)} {i (t)} = \ frac {1} {j \ omega C}, $$ o $$ X_C = \ frac {1} {j ^ 2 \ omega C} = - \ frac {1} {\ omega C} $$

Similarmente, para un inductor, tenemos $$ v = L \ frac {di} {dt}, $$ lo que lleva a $$ jX_L = \ frac {v (t)} {i (t)} = j L \ omega, $$ o $$ X_L = L \ omega. $$

Por lo tanto, ahora podemos usar componentes pasivos como resistencias, condensadores e inductores como resistencias generalizadas , y podemos crear funciones de transferencia de voltaje usando divisores de voltaje simples. Como ejemplo, un capacitor \ $ 1 \ mu F \ $ seguido de una resistencia de \ $ 1 k \ Omega \ $ tendrá una función de transferencia (teniendo en cuenta \ $ s = j \ omega \ $):

$$ \ frac {Z_R} {Z_R + Z_C} = \ frac {10 ^ 3} {10 ^ 3-j \ frac {1} {\ omega 10 ^ {- 6}}} = \ frac {10 ^ 3 \ cdot j \ omega} {10 ^ 3 j \ omega + 10 ^ {6}} = \ frac {s} {s + 0.001} $$

    
respondido por el Pål-Kristian Engstad

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